一種新型超重力場旋流器流場模擬優(yōu)化研究.pdf

1、本文根據(jù)課題要求，結(jié)合了水力旋流器和離心機等分離設(shè)備的特點，設(shè)計出了一種新的用于分級或回收超細粒的超重力場旋流器。并利用力理論流體力學(xué)，計算流體力學(xué)，流體力學(xué)試驗等工具開展了對超重力場旋流器內(nèi)部了流場的壓力、速度、湍流強度、分級效果等方面的研究。
　　本文根據(jù)理論流體力學(xué)，建立了超重力場旋流器內(nèi)連續(xù)性方程、歐拉平衡微分方程，伯努利方程、回轉(zhuǎn)坐標系中的納維-斯托克微分方程。為超重力場旋流器的理論研究打下基礎(chǔ)。
　　本文建立了以

2、歐拉-歐拉方法為基礎(chǔ)，應(yīng)用RNG k-ε湍流模型，動參考系模型(MRF)和VOF多相流流模擬。建立了超重力場旋流器內(nèi)部三維單相，二維兩相流場的數(shù)學(xué)模型，采用控制體積法及SIMPLE算法，根據(jù)實際情況確定合理的邊界條件，利用FLUENT軟件對進行數(shù)值三維單相，二維多相的數(shù)值模擬，分析了初期超重力場旋流器內(nèi)不同轉(zhuǎn)速下的壓力分布，切向速度，徑向速度、軸向速度的分布，空氣相分布，湍流強度的分布的特性與規(guī)律等。得出超重力場旋流器內(nèi)部壓強分布較為均

3、勻，內(nèi)部的壓強分布相近，這說明軸向上幾乎不存在壓降，有利于細粒級物料的分級。證明了切向速度的變化符合類自由渦與強制渦的組合渦形式。表明了超重力場旋流器可調(diào)性好，只調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速就可以產(chǎn)生不同大小的離心力場，從而調(diào)節(jié)切向速度，改變分級粒度?？偨Y(jié)出初期模型的設(shè)計形成的軸向速度和徑向速度并不是很理想，會對顆粒按離心力場分級造成影響，且進料方式，對整體的流場的湍流強度影響較大。發(fā)現(xiàn)了進料管是從底流口方向進入超重力場旋流器內(nèi)部，在一定程度上抑制住

4、了空氣柱的產(chǎn)生，消除空氣柱后可提高分級效率
　　本文以最初設(shè)計的樣機為基礎(chǔ)，建立的超重力場旋流器的試驗系統(tǒng)，和試驗平臺。根據(jù)實際情況，研究了轉(zhuǎn)速在300r/min，500r/min，700r/min，900r/min時超重力場旋流器的分離效果。試驗結(jié)果與模擬分析結(jié)果具有高度的一致性，證明了所建立的數(shù)值模擬模型的正確性，確定了可FLUENT流體數(shù)值模擬工具來進行超重力場旋流器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
　　本文根據(jù)模擬分析結(jié)果和試驗結(jié)果，針